CN107255495A - 中大口径螺翼式水表叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水表领域，特别涉及一种中大口径螺翼式水表叶轮，包括叶轮轴、固设于叶轮轴下端的叶轮本体以及三个以上环设于叶轮本体四周的螺旋叶片，所述螺旋叶片包括迎水面以及背水面，所述迎水面和背水面均为平滑的曲面且迎水面的表面积大于背水面的表面积。该叶轮叶片的迎水面和背水面均为平滑的曲面且迎水面的受力面积大于背水面的受力面积，不仅能降低始动流量，而且水流经过时迎水面所受的压力小于背水面所受的压力，从而减小大流量时水流对叶轮向上的力，减小磨损，延长水表的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及水表领域，特别涉及一种中大口径螺翼式水表叶轮。
背景技术
螺翼式水表属于速度式水表，包括水平螺翼式水表和垂直螺翼式水表，当水流入水表后，沿轴线方向冲击水表螺翼式的叶轮旋转后流出，叶轮的转速和水流速度成正比，当大流量时，水流对叶轮具有一个向上的力，流量越大，该力就越大，这就造成叶轮与机芯的摩擦力增大，使叶轮转轴磨损加快，影响使用寿命，目前中大口径(口径40以上)螺翼式水表国标的使用寿命为两年。
此外现有叶轮叶片的结构阻力大，始动流量大，目前中大口径螺翼式水表的始动流量约为60L/h，稳定流量约为127L/h。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种中大口径螺翼式水表叶轮，该叶轮叶片的迎水面和背水面均为平滑的曲面且迎水面的受力面积大于背水面的受力面积，不仅能降低始动流量，而且水流经过时迎水面所受的压力小于背水面所受的压力，从而减小大流量时水流对叶轮向上的力，减小磨损，延长水表的使用寿命。
本发明是这样实现的：一种中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：包括叶轮轴、固设于叶轮轴下端的叶轮本体以及三个以上环设于叶轮本体四周的螺旋叶片，所述螺旋叶片包括迎水面以及背水面，所述迎水面和背水面均为平滑的曲面且迎水面的表面积大于背水面的表面积。
为了避免产生涡流，所述迎水面和背水面在进水端和出水端的相交处采用圆角进行过渡。
优选的，所述螺旋叶片的截面由两条平滑曲线组成，两条曲线两端的相交处采用圆角进行过渡，所述迎水面到背水面的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点位于迎水面中部。
优选的，所述螺旋叶片的截面由两条平滑曲线组成，两条曲线两端的相交处采用圆角进行过渡，所述迎水面到背水面的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点靠近出水端一侧。
为了进一步减小叶轮阻力，降低始动流量，所述水表叶轮还包括固设于叶轮轴上端的钨钢轴、设置于叶轮本体和叶轮轴体内且具有下开口的空腔、设置于空腔内的密封垫片和刚玉轴套，所述密封垫片和刚玉轴套固设于空腔的开口上使得空腔形成密闭的腔体。
为了保证叶轮的重心与设计时一致，提高叶轮转动的稳定性，所述叶轮轴、叶轮本体和螺旋叶片采用一次注塑成形，所述钨钢轴预先在叶轮轴、叶轮本体和螺旋叶片的注塑模具中进行定位。
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，叶片的迎水面和背水面均为平滑的曲面且迎水面的受力面积大于背水面的受力面积，不仅能降低始动流量，而且水流经过时迎水面所受的压力小于背水面所受的压力，从而减小大流量时水流对叶轮向上的力，减小磨损，延长水表的使用寿命；
(2)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，使用寿命可达6年以上，是现有水表的3倍以上，始动流量约为20L/h，为现有水表的1/3，稳定流量仅为60L/h,计量更准确；
(3)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，叶轮本体和叶轮轴内设有密闭腔体使得叶轮能悬浮在水中，减小摩擦力，进一步提高了计量精度；
(4)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，叶轮上采用钨钢轴和刚玉轴套，磨损小，进一步延长了使用寿命；
(5)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，叶轮轴、叶轮本体和螺旋叶片采用一次注塑成形，有效地保证叶轮的重心与设计时一致，提高叶轮转动的稳定性，减小偏心磨损，进一步延长了使用寿命；
(6)本发明提供的中大口径螺翼式水表叶轮，结构简单，制造成本低，使用性能可靠，具有广阔的市场前景。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明中大口径螺翼式水表叶轮的结构示意图；
图2是本发明中大口径螺翼式水表叶轮的俯视图；
图3是图2中A-A剖视图；
图4是本发明螺旋叶片另一种实施例的剖面图；
图5是图2中B-B剖视图。
图中符号说明：1、叶轮轴，2、叶轮本体，3、螺旋叶片，31、迎水面，32、背水面，4、钨钢轴，5、空腔，6、密封垫片，7、刚玉轴套。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：
实施例1：
如图1－图3所示，为本发明提供的一种中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：包括叶轮轴1、固设于叶轮轴1下端的叶轮本体2以及三个以上环设于叶轮本体2四周的螺旋叶片3，所述螺旋叶片3包括迎水面31以及背水面32，所述迎水面31和背水面32均为平滑的曲面且迎水面31的表面积大于背水面32的表面积。根据F＝P*S，由于迎水面31的表面积大于背水面32的表面积，叶轮浸泡在水中时，迎水面31所受的压力小于背水面32所受的压力，合力向下，从而减小大流量时水流对叶轮向上的力，减小磨损，延长水表的使用寿命，本发明的水表使用寿命能达6年以上，而现有水表国标的使用寿命仅为2年。
如图1、图3所示，为了避免产生涡流，所述迎水面31和背水面32在进水端和出水端的相交处采用圆角进行过渡。
如图3所示，所述螺旋叶片3的截面由两条平滑曲线组成，两条曲线两端的相交处采用圆角进行过渡，所述迎水面31到背水面32的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点位于迎水面31中部。
如图5所示，为了进一步减小叶轮阻力，降低始动流量，所述水表叶轮还包括固设于叶轮轴1上端的钨钢轴4、设置于叶轮本体2和叶轮轴1体内且具有下开口的空腔5、设置于空腔5内的密封垫片6和刚玉轴套7，所述密封垫片6和刚玉轴套7固设于空腔5的开口上使得空腔5形成密闭的腔体。
为了保证叶轮的重心与设计时一致，提高叶轮转动的稳定性，所述叶轮轴1、叶轮本体2和螺旋叶片3采用一次注塑成形，所述钨钢轴4预先在叶轮轴1、叶轮本体2和螺旋叶片3的注塑模具中进行定位。
实施例2：
如图4所示，实施例2与实施例1的区别在于：所述迎水面31到背水面32的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点靠近出水端一侧。这样设计符合流体力学的原理，能减小叶轮转动阻力和始动流量。
本发明的叶轮结构用在水表上，水表的始动流量约为20L/h，为现有水表的1/3，稳定流量仅为60L/h,计量更准确，而现有的中大口径螺翼式水表稳定流量为127L/h。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：包括叶轮轴(1)、固设于叶轮轴(1)下端的叶轮本体(2)以及三个以上环设于叶轮本体(2)四周的螺旋叶片(3)，所述螺旋叶片(3)包括迎水面(31)以及背水面(32)，所述迎水面(31)和背水面(32)均为平滑的曲面且迎水面(31)的表面积大于背水面(32)的表面积。
2.根据权利要求1所述的中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：所述迎水面(31)和背水面(32)在进水端和出水端的相交处采用圆角进行过渡。
3.根据权利要求1所述的中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：所述螺旋叶片(3)的截面由两条平滑曲线组成，两条曲线两端的相交处采用圆角进行过渡，所述迎水面(31)到背水面(32)的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点位于迎水面(31)中部。
4.根据权利要求1所述的中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：所述螺旋叶片(3)的截面由两条平滑曲线组成，两条曲线两端的相交处采用圆角进行过渡，所述迎水面(31)到背水面(32)的距离由进水端向出水端的方向先逐渐增大后逐渐减小且最高点靠近出水端一侧。
5.根据权利要求1所述的中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：所述水表叶轮还包括固设于叶轮轴(1)上端的钨钢轴(4)、设置于叶轮本体(2)和叶轮轴(1)体内且具有下开口的空腔(5)、设置于空腔(5)内的密封垫片(6)和刚玉轴套(7)，所述密封垫片(6)和刚玉轴套(7)固设于空腔(5)的开口上使得空腔(5)形成密闭的腔体。
6.根据权利要求5所述的中大口径螺翼式水表叶轮，其特征在于：所述叶轮轴(1)、叶轮本体(2)和螺旋叶片(3)采用一次注塑成形，所述钨钢轴(4)预先在叶轮轴(1)、叶轮本体(2)和螺旋叶片(3)的注塑模具中进行定位。
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